yÜksek hizli deplasman tİpİ gemİlerde karŞilaŞilan … · yÜksek hizli deplasman tİpİ...

YÜKSEK HIZLI DEPLASMAN TİPİ GEMİLERDE KARŞILAŞILAN

SPREY PROBLEMİNİ AZALTMA AMAÇLI TAKINTI DİZAYNI

21

Sayı 10, 2017 GiDB|DERGi

YÜKSEK HIZLI DEPLASMAN TİPİ GEMİLERDE KARŞILAŞILAN SPREY PROBLEMİNİ AZALTMA AMAÇLI

TAKINTI DİZAYNI

Cihad Çelik*, Devrim Bülent Danışman**

* İstanbul Teknik Üniversitesi, Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi | [email protected]

** İstanbul Teknik Üniversitesi, Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi |[email protected]

ABSTRACT In the current work, a research carried out for the appendage design of high-speed displacement ships to

prevent the problem against the water spray at the stem. The pressure decreases on the waterline level

immediately and this leads to water spray problems. It is possible to avoid this fact by using an appendage

that is made of a NACA 6412 profile. The water spray is reduced by means of the profile. During the tests,

profile is located to different heights, according to water level and spray occurrence is examined. The

towing tank tests have been compared with Computational Fluid Dynamic (CFD) results.

ÖZET

Bu çalışmada yüksek hızlı deplasman gemilerinde karşılaşılan sprey probleminin çözümüne yönelik takıntı

dizaynı yapılmıştır. Gemi baş bodoslamasında su hattındaki ani basınç değişiminden kaynaklanan bu

problemin çözümü için üst tarafında alçak basınç oluşturacak NACA 6412 serisi hidrofoil kullanılarak

sprey oluşumu önemli ölçüde düşürülmüştür. Takıntı, geminin bodoslamasına su hattına göre farklı

yüksekliklere monte edilmiş ve sprey oluşumu incelenmiştir. Tüm deney sonuçlarına ek olarak HAD

analizleri ile çalışmalar desteklenmiştir.

Anahtar kelimeler: Sprey oluşumu, NACA profilleri, HAD, Gemi baş dalgaları, Çekme deneyleri, CFD.

1. Giriş

Bu çalışmada kayıcı tekneler ve yüksek hızlı deplasman tipi teknelerde görülen ve gemi direnç

bileşenleri içerisinde önemli bir yere sahip olan sprey olayı incelenmiş ve çözüme yönelik olarak

bir takıntı dizayn edilmiştir. Sprey, ticari gemilerde sadece direnç açısından önemli iken askeri

bir gemide gürültü açısından da büyük öneme sahiptir. Sprey olayı gemi form dizaynı aşamasında

öngörülebilirse su hattı giriş açılarının yumuşatılması ve posta kesitlerinin iç bükey olarak

tasarlanması ile önlenebilmektedir. Ancak dizayn kısıtları nedeniyle pek çok dizayner bu temel

kuralları göz ardı etmekte ve sonuçta istenmeyen sprey olayı ortaya çıkmaktadır. Retrofit olarak

tasarlanan sprey trizleri sorunu azaltabilse de motor yatlarda görsel açıdan tercih edilmemektedir.

Askeri gemilerde ise sprey trizi hidrodinamik gürültüyü azaltamamaktadır.

Sprey konusunda öncü çalışmalardan biri Savitsky ve Breslin [1] tarafından yapılmıştır. Savitsky,

çalışmasında kayıcı yüzeyler etrafında oluşan sprey olayını incelemiş ve kayıcı teknelerin direnç

tahminleri için günümüzde de kullanılan formülasyonları bulmuştur.

Daha önce, yüksek hızlı teknelerde sprey oluşumunu engellemek için Seo, Choi [2] ve diğerleri

tarafından deneyler gerçekleştirilmiştir. Sprey trizleri gövde boyunca farklı yerlerde

mailto:[email protected]

mailto:%[email protected]

22 C. ÇELİK, D.B. DANIŞMAN

GiDB|DERGi Sayı 10, 2017

kullanılmıştır. Bu çalışmanın sonucunda, yüksek hızda ve dalgalı denizlerde teknelerin dalıp

çıkma ve baş kıç vurma hareketlerinin azaldığı gösterilmiştir. Salas [3] Sprey oluşumunu su hattı

üzerine monte edilen sprey trizlerle çözümü üzerine bir çalışma yapmıştır. IACONO [4] ve

Kohansal ve diğerleri [5] çalışmalarında kayıcı tekneler etrafında sprey etkilerini de göz önüne

alarak direnç hesaplayan sayısal yöntemler üzerine çalışmışlardır. Mizutani ve diğerleri [6]

çalışmasında baştan gelen dalgalarda spreyin ek dirence olan etkisini dolgun gemiler için

incelemiştir. Danışman ve Gören [7] çalışmalarında lineer olmayan serbest su yüzeyi sınır

koşullarını dahil eden bir hesap algoritması geliştirmiş ve sprey direncini düşürmek için form

üzerinde yapılabilecek modifikasyonları bulmakta kullanmıştır.

Bu çalışmada çeşitli dizayn kısıtları nedeniyle baş tarafı dolgun olarak dizayn edilen yüksek hızlı

bir tankerde görülen sprey olayına çözüm aranmıştır. Çalışmaya konu olan gemi 22000 ton

deplasmana sahip dizayn hızı 24 knot olan bir ikmal gemisidir. Geminin 1/42 ölçeğinde modeli

yapılmış ve geminin baş tarafına NACA profili kesitli kanatçık tipi bir takıntı eklenerek sprey

olayı azaltılmaya çalışılmıştır.

Deneyde model gemi, ITTC test prosedürüne uygun olarak Atwood dinamometresi ile çekilmiştir.

Deney esnasında, sprey oluşum bölgeleri gözlemlenmiş ve gemi modelinin başında bulunan

çizgiler yardımıyla ölçüm yapılmıştır. Gemi baş tarafında basınç gradyeninin ani değişimi sonucu

ortaya çıkan sprey oluşumunu azaltmak için uzunluğu 100mm olan NACA 6412 asimetrik

hidrofoil su hattından farklı yüksekliklerde gemi baş bodoslamasına monte edilmiştir. Ayrıca,

deney HAD analizleri ile desteklenmiştir. Çalışmanın sonucunda, sprey oluşumunun azaldığı

gözlemlenmiştir.

2. Sprey Oluşumu

Su yüzeyindeki büyük bozulmaların cisimlerin suyu yaran ıslak yüzey alanlarının ön kenarının

yakınında meydana geldiği yaygın bir bilgidir. Bu yüksek hızlı su yüzeyindeki bozulmalar

genellikle sprey oluşumuna neden olur. Düşük hızlarda, baş kısımdaki suyun şekli cisim yüzeyi

ve komşu sıvı ile sürekli temas halinde olan bir dalga şeklini alır. Yüksek hızlarda ise su akışı bir

dalga olarak yüzeye yapışmayı başaramaz ve buradan ayrılır, böylece yerel olarak havalandırılmış

bir akış meydana getirir. Suyun ayrıldığı kenarın şekline bağlı olarak, bu havalandırma öncesinde

veya sonrasında akışın iki parçaya bölünmesi söz konusudur. Oluşan formlardan biri, püskürterek

dışa ve yukarıya doğru hareket ederken, diğeri akış alanının ana hattında kalır. Böyle güçlü bir

reaksiyonun temel nedeni, serbest yüzeyin hemen yakınında hareketsiz bir hattın olmasıdır. Bu

hareketsiz hat, akışın iki parçaya bölünmüş olduğu ve serbest akış hızının (V) önemli bir

bileşenini oluşturan maksimum basıncın giderek arttığı cisim üzerindeki noktaların konumudur.

Alçak hızlarda, bu durma hattının varlığı, serbest yüzeyin bölgesel olarak kabarmasına neden olur

ve akışın cismin arkasına doğru bir dalga modeli oluşturmasına katkıda bulunur. Temas eden

yüzey hızı arttıkça, durma hattının üzerindeki su tabakası dökülene kadar artan kuvvetle yukarıya

ve dışa doğru hareket edecektir [1].

Sabit bir hızda ilerleyen geminin baş dalgası gemi baş formuna bağlıdır (Şekil 1). Narin baş

yapısına sahip yüksek hızlı gemiler, birbiri üzerine binen düzenli dalgalar üretirken, yavaş hareket

eden dolgun baş yapısına sahip gemiler, oldukça kararsız, türbülanslı baş dalgaları üretir. Bu iki

alternatif akış rejimi, lineer olmayan dinamik serbest yüzeyi sınır koşulları ile açıklanmaktadır.

[7-8].



23


Şekil 1. Dolgun ve narin gemilerde oluşan baş dalgaları [9].

Gemiler, kolaylıkla gözlemlenen farklı yüzey dalga modelleri oluştururlar. Bu dalgaların,

geminin direncini ciddi derecede arttırdığını gösteren çalışmalar mevcuttur. Ayrıca bu dalgaların,

gemiden ayrıldıktan sonra geriye doğru döndüğü ve serbest su yüzeyi ile etkileşime girdikten

sonra belirgin sıçramalar, damlacıklar ve kabarcıklara neden olduğu açıktır.

William Froude, 140 yıl önce deneylerinde gemi modellerini gözlemleyerek gemi dalgaları

üzerine bilimsel çalışmalar yürütmüştür. Şekil 2’de görüldüğü gibi, geminin başına yakın iki ayrı

dalga sistemi, biri gemi hareketine dik yönde enine dalgalar, diğeri geminin hareketine paralel

olan boyuna dalgalar William Froude tarafından tanımlanmış ve hala kullanılmaktadır [9].

Şekil 2. Enine ve boyuna dalgalar



3. Takıntı Dizaynı ve Deneysel Çalışma

Bu çalışma kapsamında yapılan deneyler İTÜ Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi

bünyesinde bulunan Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarında gerçekleştirilmiştir.160m x

6m x 4.5m boyutlarındaki laboratuvarda 5 m boya kadar olan gemi modelleri ve çeşitli su yapıları

için direnç, iz ve sevk deneyleri yapılabilmektedir. Şekil 3 laboratuvardan bir kesit

göstermektedir.

Şekil 3. Ata Nutku Gemi Model Deney Laboratuvarı

Çekme deneylerinde gemi direnci Atwood dinamometresi yardımıyla ölçülmüştür. Dizayn hızını

içeren bir hız seti belirleyerek direnç eğrisi çıkarılmıştır.

Bu çalışmada ele alınan ikmal gemisinin ve ölçekli modelin ana boyutları ve form özellikleri

Tablo 1’de sunulmaktadır. Model kesitleri Şekil 4. - Şekil 6. görülebilir.

Tablo 1. Gemi ve model ana boyutları ve form özellikleri.

Model Adı Ölçek

(𝛌)

42

Model Gemi

Dikmeler arası boy LBP (m) 4.282 179.83

Su hattı boyu LWL (m) 4.368 183.44

Islak su hattı boyu LWS (m) 4.483 188.30

Genişlik B (m) 0.581 24.40

Draft (Mastori) T (m) 0.167 7.000

Deplasman (ton) 0.290 21991.94

Islak yüzey alanı AWS (m2) 3.117 5498.60

Yumrubaş kesit alanı AB (m2) 0.009 16.24

Ayna kıç alanı AT (m2) 0.002 3.11

Blok katsayısı CB 0.699 0.699

Prizmatik katsayı CP 0.704 0.704

Orta kesit alan katsayısı CM 0.993 0.993

Su hattı alan katayısı CWP 0.863 0.863

Boyuna hacim merkezi LCB (m) (+ fore) -0.080 -3.345

Boyuna yüzme merkezi LCF (m) (+ fore) -0.291 -12.227

Servis hızı VS 1.91

m/s 24 kn



25


Şekil 4. İkmal Gemisi en kesitleri

Şekil 5. İkmal Gemisi batokları

Şekil 6. İkmal Gemisi su hatları

Şekil 7. Hazır hale getirilmiş İkmal Gemisi modeli



3.1 Takıntı dizaynı

Bu çalışmada geminin baş kısmındaki basınç farkını azaltmak ve serpintiyi önlemek için NACA

profilin kullanımına karar verilmiştir. NACA profillerinin üst kısmında düşük basınç bölgesi

oluşur. Farklı asimetrik NACA profillerinin CL ve CD değerleri, aynı uzunlukta (100mm) ve 0

derece hücum açısında incelenmiştir. Karşılaştırma değerleri Tablo 2’de verilmiştir.Deney için

en uygun profillerden birinin NACA 6412 olduğuna karar verilmiştir. Değerler, 500000 Reynold

sayısında karşılaştırılmıştır.

Tablo 2. NACA Profillerinin karşılaştırılması

PROFİL Açı CL CD CD p CM Top Xtr Bot Xtr

NACA 1412 0 0.119 0.00729 0.00156 -0.0249 0.6357 0.6315

NACA 2412 0 0.2399 0.00753 0.00162 -0.0516 0.628 0.59

NACA 4412 0 0.4735 0.00876 0.00188 -0.1011 0.5972 0.3355

NACA 6412 0 0.6318 0.00966 0.00228 -0.1341 0.5726 0.1909

NACA 22112 0 0.0761 0.00764 0.00169 0.0062 0.4549 0.7473

NACA 23012 0 0.1206 0.00777 0.00174 -0.0061 0.4485 0.7372

NACA 24112 0 0.1007 0.00812 0.00181 0.0064 0.3912 0.7304

NACA 25112 0 0.1167 0.00795 0.0018 0.0025 0.446 0.7231

NACA 6412 profilinin üst kısmındaki düşük basınç bölgesini belirlemek için HAD analizi

yapılmıştır. Tüm deneylerde profil (c) uzunluğu 100 mm olarak alınmıştır. NACA profilinin HAD

analizi için ANSYS Fluent yazılımı [10] kullanılmıştır.

Analiz için giriş şartları aşağıdaki gibidir;

Akış hızı = Model hızı = 1.91 m/s

Takıntı uzunluğu (c) = 0.1 m

Sıcaklık = 16 o C

Suyun yoğunluğu = 998.9461 kg/m3

Kinematik viskozite = 1.1093E-06 m2/s

NACA 6412 Reynold Sayısı = 149961

Re = 100000 ve Re = 200000 için NACA6412 profilinin CL ve CD değerleri, HAD hesaplamaları

ile karşılaştırılmak için kullanılmıştır (Tablo 3). Şekil 8’de HAD analizinin sonucu,

Tablo 4’de ise Deney sonuçları ile karşılaştırılması yer almaktadır.

Tablo 3. NACA 6412 Profillerinin farklı Reynold sayılarındaki CL & CD değerleri

Reynold Sayısı = 100000

Açı CL CD CD p CM Top Xtr Bot Xtr

0 0.6018 0.01705 0.0074 -0.1347 0.6507 0.2625



0 0.6286 0.01246 0.00398 -0.1347 0.6507 0.2625



0 0.6318 0.00966 0.00228 -0.1341 0.5726 0.1909



27


Viskoz Model;

• k – omega SST (k - w SST)

Giriş koşulları;

Velocity inlet

Turbulence ratio: %2

Turbulence length: 2

Çıkış koşulları;

Pressure Outlet

Turbulence ratio: %2

Turbulence length: 2

Hesaplamadaki parametreler;

Hücre sayısı: 178206

İterasyon sayısı: 3000

Sonuçlar;

Kuvvet X (N) = 3.516

Kuvvet Y (N) = 93.46

Şekil 8. NACA 6412 HAD Analiz sonucu

Tablo 4. HAD ve deney sonuçlarının

karşılaştırılması

HAD DENEY HATA (%)

CL 0.519 0.6018 13.8

CD 0.0195 0.011705 14.5

Deneylerde, profilin boyu sabit tutulmuş olup 100 milimetredir. Buna ek olarak, NACA6412

profilinin basınç dağılımı dikkate alındığında, hidrofil üzerindeki minimum basınç noktası ile

akım ayrıldığı ön kenar arasındaki mesafe 30 mm'dir.

3.2 Sprey görüntüleme ve model direnci

Bu bölümde, gemi modelinin üç testinde de sprey oluşumu ve direnç dikkate alınarak sonuçlar

elde edilmiştir.

3.2.1 Takıntısız gövde

Öncelikle, takıntısız model gemi, ITTC test prosedürünü [11] dikkate alarak Atwood

dinamometresine bağlanmış ve deney için düzenlenmiştir (Şekil 9).

Deney koşullarında, deney arabası ve model parametreleri aşağıdaki gibidir;

Suyun sıcaklığı = 16 o C

Suyun özkütlesi = 998.9461 kg/m3


Yerçekimi ivmesi (g) = 9.81 kg/m3

Gemi model direnci = 34.335 N



Şekil 9. Takıntısız model deneyden önce

Model, 3.5 kgf'luk direnç değerine erişmek için hızlandırılmış ve Atwood dinamometresini

dengeye getiren hız yaklaşık 1.96 m/s olarak okunmuştur. Modelin ulaştığı dizayn hızında sprey

oluşumu kamera yardımıyla kaydedilmiştir. Ardından spreyin maksimum noktası model

üzerindeki ızgaralar vasıtasıyla belirlenmiştir. Her bir ızgaranın dikey mesafesi 2 santimetredir;

Sonuç olarak spreyin maksimum noktası 16 santimetre olarak ölçülmüştür (Şekil 10).

. Şekil 10. Takıntısız gövdedeki spreyin tepe noktası

3.2.2 Takıntılı gövde (10 mm)

Takıntı iki aşamalı olarak su hattının 10 ve 20 milimetre yukarısına monte edildikten sonra model,

şaft ekseninin geçtiği yerden Atwood dinamometresine sabitlenmiştir. Deneye başlanmadan

model görüntülenmiş ve bu görüntü Şekil 11’de verilmiştir.

Deney sırasında havuz ve model parametreleri aşağıdaki gibidir;

Suyun sıcaklığı = 16 o C

Suyun özkütlesi = 998.9461 kg/m3


Yerçekimi ivmesi (g) = 9.81 kg/m3

Gemi model direnci = 34.335 N



29


Şekil 11. 1. Takıntılı model, çekme deneyi öncesi görünüm. (Su hattından 10 mm yükseklik)

Atwood dinamometresine 3.5 kg ağırlık asılmıştır ve model bu direnç değerine ulaşana kadar

hızlandırılmıştır. İlgili direnç değeri için karşılık gelen hız değeri yaklaşık 1,95 m / s olarak

okunmuştur. Model direncine karşılık gelen hıza ulaşıldıktan sonra, model üzerinde sprey

oluşumu kamerayla kaydedilmiştir. Daha sonra, kayıtlar incelendiğinde sprey oluşum uç noktası

su hattından dikey mesafede 13 santimetre olarak ölçülmüştür.

Şekil 12. Takıntılı gövdedeki spreyin tepe noktası (Su hattından 10 mm yükseklik)



3.2.3 Takıntılı Gövde (20 mm)

Model, Atwood dinamometresi ile 1.95 m / s hız için karşılık gelen 3.5 kgf’luk dirence erişmesi

için hızlandırılmıştır. Sprey oluşumu, ulaşılan tasarım hızında bir kamera yardımıyla

kaydedilmiştir. Ardından spreyin maksimum noktası model başındaki çizgiler yardımıyla

belirlenmiştir. Su hattından, dikey mesafe bir önceki deneyle aynı (13 santimetre) sonuçlar elde

edilmiştir (Şekil 13 - Şekil 14).

Şekil 13. Takıntılı model, çekme deneyi öncesi görünüm. (Su hattından 20 mm yükseklik)

Şekil 14. Takıntılı gövdedeki spreyin tepe noktası (Su hattından 20 mm yükseklik)



31


3.3 Deney sonuçlarının karşılaştırılması

Bu bölümde deney sonuçları bir araya getirilmiş, sprey oluşumu ve direnç değerleri

karşılaştırılmıştır. Takıntısız ve takıntının değişik konumları için deney görüntüleri Şekil 15’de,

dirençlerin karşılaştırılması Tablo 5 ve Şekil 16’da verilmiştir.

Şekil 15. Spreyin tepe noktalarının karşılaştırılması

Takıntısız Hal

Takıntı su hattından 10 mm yüksekte

Takıntı su hattından 20 mm yüksekte



Tablo 5. Direnç değerlerinin karşılaştırılması

Direnç Takıntısız 1. Takıntı 2. Takıntı

RTm [kg] Vm(m/s) Fn Vm(m/s) Fn Vm(m/s) Fn

0.2 0.5 0.076394 0.5 0.076394 0.5 0.076394

0.3 0.62 0.094728 0.62 0.094728 0.62 0.094728

0.4 0.73 0.111535 0.73 0.111535 0.73 0.111535

0.5 0.84 0.128342 0.84 0.128342 0.84 0.128342

0.6 0.96 0.146676 0.96 0.146676 0.96 0.146676

0.7 1.03 0.157371 1.03 0.157371 1.03 0.157371

0.85 1.15 0.175706 1.15 0.175706 1.15 0.175706

1.05 1.26 0.192513 1.26 0.192513 1.26 0.192513

1.3 1.39 0.212375 1.39 0.212375 1.39 0.212375

1.55 1.52 0.232238 1.52 0.232238 1.52 0.232238

2 1.69 0.258211 1.69 0.258211 1.69 0.258211

2.5 1.8 0.275018 1.8 0.275018 1.8 0.275018

3 1.88 0.287241 1.88 0.287241 1.88 0.287241

3.5 1.96 0.299464 1.95 0.297936 1.95 0.297936

Şekil 16. Direnç değerlerinin karşılaştırılması

Çalışmanın sonucunda sprey oluşumunun takıntının yüksekliğine bağlı olarak azalıp azalmadığı

incelenmiştir. Sonuçlar karşılaştırıldığında, Takıntının su hattından 10 milimetre yukarıya monte

edilmesinden sonra sprey tepe noktasının model ölçeğinde yaklaşık 30 milimetre azaldığı

görülmüştür. Takıntı su hattından 20 milimetre yüksekliğe spreyin daha da azalacağı öngörülerek

monte edilmiştir,. Aynı uzunluğa sahip farklı yüksekliklere koyulan takıntıların spreyi aynı

derecede azalttığı sadece baş dalga deformasyonunun değiştiği görülmüştür. Modelin takıntılı hali

takıntısız gövdeye kıyasla direnç için yaklaşık% 0.51 artışa neden olmuştur.

1.5

1.75

2

2.25

2.5

2.75

3

3.25

3.5

3.75

1.6 1.65 1.7 1.75 1.8 1.85 1.9 1.95 2

Dir

enç

(kg)

Hız (m/s)

Direnç Eğrisi

Takıntısız

1. Takıntı

2. Takıntı



33


4. HAD hesaplamaları

Deneysel çalışmaya paralel olarak HAD çalışmaları da yapılmıştır. HAD çalışmalarında,

sonuçları pek çok deneysel çalışma ile teyit edilmiş ticari bir yazılım kullanılmıştır [12]. Yazılım

gemi etrafındaki akışı hesaplamak için özel olarak geliştirilmiştir ve pek çok gemi türü, yatlar,

yüksek hızlı tekneler için tekne etrafındaki akışı serbest su yüzeyini de dikkate alarak çift fazlı

olarak hesaplayabilmektedir. Yazılım, grid oluşturma, akış çözücü ve sonuç görüntüleme

paketlerini içermesi ile hesap öncesi ve sonrası diğer yazılımlara olan ihtiyacı ortadan

kaldırabilmiştir.

Hesaplamalı akışkan analizi, takıntısız gövde modeli ve su hattından 10 mm yükseğe monte

edilmiş takıntılı gövde için yapılmıştır. HAD analizi, deney sonuçları ile benzer şekilde sprey

oluşumunda azalmayı göstermiştir. Ayrıca analizin direnç sonuçları deneysel değerlerle tutarlılık

göstermiştir. HAD sonuçlarındaki toplam direnç artışı yaklaşık %0.73 olarak hesaplanmıştır.

Toplam trim değişim değerleri Tablo 6’da görülebilir.

Şekil 17. Takıntısız modelin HAD analizi

Şekil 18. 1. Takıntılı modelin HAD analizi

Tablo 6. HAD Analiz sonuçları

Birim Takıntısız 1. Takıntılı

V (Servis hızı) m/s 1.96 1.96

Rt (Toplam direnç) Newton 34.15 34.4

Sinkage Radians 0.0088 0.0088

Trim m 0.0245 0.23

5. Sonuç ve Değerlendirme

Bu çalışmada, NACA 6412 hidrofoilin yüksek hızlı deplasman tipi gemilerdeki sprey oluşumuna

azaltıcı etkisi, deneysel ve hesaplamalı çalışmalarla incelenmiştir.

İlk olarak, gemi modeli, ITTC deney prosedürüne göre takıntısız olarak test edilmiştir ve sprey

oluşumu kayıt altına alınarak incelenmiştir. Model deneyleri sırasında sprey oluşumunun

güverteye ulaştığı, bunun direnç ve hidrodinamik gürültü açısından büyük bir problem olacağı

tespit edilmiştir. Sprey problemini azaltmak için, aynı uzunluğa (100 milimetre) sahip iki ayrı

takıntı, geminin başına sırasıyla su hattından yukarıya 10 milimetre ve 20 milimetre olacak

şekilde monte edilmiştir. Ayrıca, tüm deneyler HAD analizleri ile desteklenmiştir. HAD analizi

ve model deneylerinden sonra, sprey tepe noktasının dikey mesafede yaklaşık 30 mm azaldığı

gözlemlenirken, direnç değerinde % 0.51-0.73 oranında artış gözlemlenmiştir.



Takıntının yüksekliğine konumunun sprey azaltıcı etkinliğine etkisini görmek için yükseklik

arttırılarak deneyler tekrarlanmış ancak gözlemlerde ayırt edici bir fark görülememiştir.

Gelecekte yapılacak çalışmalarda takıntının en etkin konumunu, boyutlarını ve hücum açısını

bulabilmek için parametrik optimizasyon çalışması yapılması yararlı olacaktır.

Kaynaklar:

[1] Savitsky, D., & Breslin, J. P. (1958). On The Main Sprey Generated By Planning Surfaces.

New Jersey: Experimental Towing Tank Stevens Institute of Technology.

[2] Seo, J. (2016). Model tests on resistance and seakeeping performance of wave- piercing

high-speed vessel with spray rails. International Journal of Naval Architecture and Ocean

Engineering, 8, 442-455

[3] Salas, M., & Tampier, G. (2013, January 12). Assessment of appendage effect on forward

resistance. Ciencia y tecnología de buques, 7(13).

[4] Iacono, M. (2014). Hydrodynamics of Planing Hull by HAD. (Master Thesis). University Of

Naples “Federico I I”/Department Of Industrial Engineering, Nepal.

[5] Kohansal, A. R., Ghassemi, H., & Ghaisi, M. (2009). Hydrodynamic characteristics of high

speed planing hulls, including trim effects. Turkish Journal of Engineering and Environmental

Sciences, 155-170. doi:10.3906/muh-0910-59

[6] Mizutani, K., Ibata, S., Aoyama, Y., & Ikeda, Y. (2015). A Role of Spray on the Added

Resistance. Proceedings of the Twenty-fifth (2015) International Ocean and Polar Engineering

Conference (pp. 1025-1030). Hawaii: International Society of Offshore and Polar Engineers

(ISOPE).

[7] Danışman, D. B., & Gören, Ö. (2005). Nonlinear Wave Resistance Computations as a Design

Tool in Hull Form Improvement Studies. International Congress of International Maritime

Association of the Mediterranean. Lisbon.

[8] Francis, N., Gerard, D., Hua, L., Chi, Y. (2013). Ship Bow Waves. Journal of Hydrodynamic.

25(4), 491-501 doi: 10.1016/S1001-6058(11)60388-1

[9] Landrini, M., Cologrossi, A., Greco, M., Tulin, M.P. (2012). The fluid mechanics of splashing

bow waves on ships: A hybrid BEM–SPH analysis. Ocean Engineering. 53, 111-127.

[10] Horn, R. and P. G. Vicente (1998). Comprehensive analysis of turbulent flows around an

NACA 0012 profile, including dynamic stall effects: International Journal of Computer

Applications in Technology 11(3-5): 230-251.

[11] ITTC 2017, 28th International Towing Tank Conference. Quality System manual

[12] Malin, Steinar (2013). Application of CFD to seakeeping: Master Thesis in Norwegian

University of Science and Technology Department of Marine Technology.

yÜksek hizli deplasman tİpİ gemİlerde karŞilaŞilan … · yÜksek hizli deplasman tİpİ...

Documents